高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 重力与弹力课文配套ppt课件

高中物理新教材特点分析及教学策略

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第2课时　弹力有无的判断　胡克定律

[学习目标]　1.掌握弹力有无的判断方法，会分析物体间的弹力.2.理解胡克定律，会利用胡克定律解决有关问题．

一、弹力的产生条件

1．弹力的产生条件

(1)两物体间相互接触．

(2)发生弹性形变．

2．弹力有无的判断方法

(1)根据弹力的产生条件判断．

(2)根据物体所处的状态判断．

二、胡克定律

1．弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状的形变．

2．弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度．

3．内容：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx.

4．劲度系数：式中k叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m.是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量．

1．判断下列说法的正误．

(1)相互接触的物体之间一定存在弹力．(　  　)

(2)在弹性限度内，两根弹簧被拉伸到相同的长度，弹力的大小一定相等．(　  　)

(3)在弹性限度内，同一根弹簧被拉伸长度x和被压缩长度x，弹力的大小相等．(　  　)

(4)由k＝知，弹簧的劲度系数与弹力成正比．(　  　)

(5)由F＝kx可知，在弹性限度内，弹力F的大小与弹簧的长度成正比．(　  　)

2．弹簧的原长为10 cm，在它下面竖直悬挂一个重为4 N的物体时，弹簧长度变为12 cm，则该弹簧的劲度系数为______N/m.若在它下面竖直悬挂一个重为6 N的物体，则弹簧的长度为________cm(弹簧始终在弹性限度内)．

一、弹力有无的判断方法

例1　(多选)如图所示，各接触面是光滑的，A、B处于静止状态，则A、B间无弹力作用的是(　　)

针对训练1　(多选)在下列图中，a、b表面均光滑，且a、b均处于静止状态，天花板和地面均水平．a、b间一定有弹力的是(　　)

二、胡克定律

1．对胡克定律F＝kx的理解

(1)适用范围：弹簧的形变必须在弹性限度内．

(2)x的意义：x是弹簧的形变量，即弹簧的伸长量(l－l0)或压缩量(l0－l)．

(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和形变量x无关．

2．F－x图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.即k＝.

3．推论式ΔF＝kΔx：弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx成正比．

例2　(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是(　　)

A．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x的大小成正比

B．由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的形变量x成反比

C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关

D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的数值

例3　一根轻质弹簧在10.0 N的拉力作用下，其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm.求：(弹簧始终在弹性限度内)

(1)当这根弹簧长度为4.20 cm时，弹簧受到的压力是多大？

(2)当弹簧受到15.0 N的拉力时，弹簧的长度是多少？

1弹簧有压缩形变和拉伸形变，既能产生支持力，又能产生拉力，方向均沿弹簧的轴线方向.

2如果题目上只告诉弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩；或只告诉弹簧弹力的大小，并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态，就要分别进行讨论.

3弹簧的一端不连接物体时弹力为零，两端都连接物体时两端弹力必然相等.

针对训练2　(2021·天津市崇化中学高一期中)如图所示，甲、乙两根完全相同的轻质弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，另一端悬挂一质量为m的物块；乙弹簧一端固定在水平地面上，另一端连接一质量也为m的物块．两物块静止时，测得甲、乙两根弹簧的长度分别为l1和l2.已知重力加速度为g，两弹簧均在弹性限度内．则这两根弹簧的劲度系数为(　　)

A.   B.

C.   D.

考点一　弹力有无的判断

1．(多选)(2021·虞城县高级中学高一期中)2021年10月18日，全国“体校杯”足球比赛在江西省赣州市开赛．如图所示的四个情景，分别对应四个选项．其中说法正确的是(　　)

A．图甲中，即将被踢起的足球受到脚给它的弹力是由于脚发生了形变

B．图乙中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力

C．图丙中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变

D．图丁中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它受到的重力

2．(多选)下列各图中所有接触面都是光滑的，P、Q两球之间存在弹力的是(　　)

A　　　　　　　　B　

C　　　　　　　　D　

3．(多选)如图所示，下列各图中的物体A均处于静止状态，关于是否受到弹力作用的说法正确的是(　　)

A．图甲中地面是光滑水平的，物体A与B间存在弹力

B．图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，两斜面对物体A均有力的作用

C．图丙中地面光滑且水平，物体A与竖直墙壁有力的作用

D．图丁中物体A受到斜面B对它的支持力的作用

4.静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触．关于小球的受力，下列说法正确的是(　　)

A．受重力和细线对它的拉力

B．受重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力

C．受重力和斜面对它的支持力

D．受细线对它的拉力和斜面对它的支持力

考点二　弹力的大小　胡克定律

5．(多选)下列关于胡克定律的说法，正确的是(　　)

A．拉力相同、伸长量也相同的弹簧，它们的劲度系数相同

B．劲度系数相同的弹簧，伸长量也相同

C．知道弹簧的劲度系数，就可以算出任何拉力下的弹簧伸长量

D．弹簧的劲度系数和拉力、伸长量没有关系，它只决定于弹簧本身的性质

6.(2021·历城二中期末)如图所示，一根弹簧，其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度0，在弹性限度内，当挂上80 N重物时指针正对刻度40，若要指针正对刻度20应挂重物的重力为(　　)

A．40 N   B．30 N

C．20 N   D．因k值不知无法计算

7.(多选)如图所示是某根弹簧的伸长量x与拉力F之间的关系图像，下列说法中正确的是(　　)

A．弹簧的劲度系数是2 N/m

B．弹簧的劲度系数是2×103 N/m

C．当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长量x2＝40 cm

D．当弹簧伸长量x1＝20 cm时，拉力F1＝200 N

8.(多选)一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系如图所示，根据图像判断，正确的结论是(　　)

A．弹簧的劲度系数为1 N/m

B．弹簧的劲度系数为100 N/m

C．弹簧的原长为6 cm

D．弹簧伸长2 cm时，弹力的大小为4 N

9．一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为(　　)

A.   B.

C.   D.

10.如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，另一端固定一个重2 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力(　　)

A．大小为2 N，方向平行于斜面向上

B．大小为2 N，方向竖直向上

C．大小为2 N，方向垂直于斜面向上

D．由于未知形变大小，故无法确定弹力的方向和大小

11．(多选)(2021·广州六中高一期中)如图所示的装置中，小球的重力均相同，大小为10 N，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，已知丙图中的弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内)，下列说法正确的是(　　)

A．F1＝F2＝F3

B．F1>F2＝F3

C．丙图中弹簧的劲度系数k＝2 N/cm

D．丙图中弹簧的劲度系数k＝4 N/cm

12.如图所示，A、B是两个相同的轻质弹簧，原长l0＝10 cm，劲度系数k＝500 N/m，如果图中悬挂的两个物体质量均为m，现测得两个弹簧的总长为26 cm，则物体的质量m是多少？(取g＝10 N/kg)

13．(多选)(2021·福州市高一期中)如图所示，A、B两个小球的重力分别是GA＝5 N，GB＝6 N．A用细线悬挂在顶板上，小球B放在水平面上，A、B两球间轻弹簧的弹力F＝2 N，则细线中的张力FT及地面对小球B的支持力FN的可能值分别是(　　)

A．3 N和8 N   B．7 N和8 N

C．7 N和4 N   D．3 N和4 N